DE19745663C2

DE19745663C2 - Coupling for sterile purposes

Info

Publication number: DE19745663C2
Application number: DE1997145663
Authority: DE
Inventors: Manfred Papaspyrou; Sebastian Schmidt; Manfred Biselli
Original assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1997-10-17
Filing date: 1997-10-17
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2017-10-18
Also published as: DE19745663A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für sterile Zwe cke, die insbesondere im Labor- und Technikumsmaßstab zum Einsatz kommt.The invention relates to a coupling for sterile branches cke, especially on a laboratory and pilot plant scale is used.

Die Handhabung von sterilen Flüssigkeiten ist wesentli cher Bestandteil von Prozessen und Verfahren in der Biotechnologie. Sterile Nährmedien werden zur Bildung und Versorgung der Biomasse in die entsprechenden Fer mentationssysteme hineingepumpt. Die Produkte werden meist in gelöster oder suspendierter Form aus dem Fer mentationssystem wieder herausgeleitet. Um Verunreini gungen der Anlagen und Produkte mit unerwünschten Mik roorganismen zu verhindern, muß der gesamte Prozeß un ter sterilen Bedingungen ablaufen. Die Anforderungen an die Steriltechnik erstrecken sich auf alle Komponenten einer entsprechenden Anlage. Die Schnittstellen einer geschlossenen Fermentationsanlage zur Außenwelt, wie beispielsweise zum Austausch von Frischmedien- oder Produktgefäßen stellen hierbei besonders kritische Ele mente dar. Diese Schnittstellen werden nach dem Stand der Technik durch Kupplungen hergestellt, die verschie denartig ausgebildet sein können. The handling of sterile liquids is essential part of processes and procedures in the Biotechnology. Sterile culture media become education and supply of the biomass in the corresponding Fer mentation systems pumped in. The products are usually in dissolved or suspended form from the fermenter mentation system. To Verunreini systems and products with unwanted mic The whole process must prevent unorganisms under sterile conditions. The requirements for the sterile technology extends to all components a corresponding system. The interfaces of one closed fermentation plant to the outside world, such as for example to exchange fresh media or Product vessels represent particularly critical elements elements. These interfaces are based on the status the technology produced by couplings that differ can be designed like this.

So sind beispielsweise Kupplungssysteme bekannt, die Anstichsepten aufweisen, bei denen eine Verbindung zwi schen zwei Leitungen hergestellt wird, indem ein Roh rende in ein Septum eingestochen wird, welches an der Öffnung eines anderen Rohrendes angebracht ist. Weiter hin sind mechanische Stecksysteme bekannt, bei denen Rohrenden über Clip-Mechanismen oder Stecksysteme ver bunden werden.For example, clutch systems are known that Have tapping septa, in which a connection between two lines is made by a raw end is inserted into a septum which is attached to the Opening of another pipe end is attached. more mechanical plug-in systems are known in which Ver pipe ends via clip mechanisms or plug systems be bound.

Diese Verbindungsteile weisen für die Anwendung im Ste rilbereich erhebliche Mängel auf. So müssen die An stichsepten manuell montiert werden wodurch Kontamina tionsgefahr besteht. Weiterhin sind sie mechanisch nicht belastbar und stellen Fehlerquellen dar, wenn beispielsweise bei Versuchen im Labor- und Techni kumsmaßstab Erschütterungen aufkommen. Bei den Stecksy stemen können beim Öffnen und Schließen Substrat- oder Organismenteile verschleppt werden, die sich im Steck- oder Clip-Mechanismus festsetzen. Bei dem Einsatz in Folgeversuchen stellen diese Reste eine Kontaminations quelle dar. Bei der Montage werden diese Steckverbin dungen durch Abflammen mit einem Bunsenbrenner sterili siert. Bei allen bisher bekannten Kupplungsteilen tritt das Problem auf, daß zwei baulich füreinander vorgese hene Hälften zusammengefügt werden müssen. Im Labor- und Technikumsbetrieb werden jedoch häufig Einzelteile schnell gegeneinander ausgetauscht, insbesondere dann, wenn kurzfristig ausprobiert werden soll, welcher Ver suchsaufbau am günstigsten ist. Hierbei sind zueinander passende Teile nicht immer gleichzeitig verfügbar. Die Zahl der verfügbaren Kupplungsteile ist oft begrenzt, da es sich um teure Fertigungsteile handelt, die nur in begrenzter Menge zu Verfügung gestellt werden. Somit wird die Wahrscheinlichkeit, zueinander passende Teile zu finden nochmals begrenzt.These connecting parts have for use in Ste major shortcomings. So the An stitch septa can be assembled manually whereby Kontamina there is a risk of Furthermore, they are mechanical not resilient and are sources of error if for example in experiments in laboratory and technology cumulative scale vibrations arise. With the Stecksy stemen can open or close substrate or Organ parts that are in the plug-in or fix the clip mechanism. When used in Subsequent experiments put these residues into contamination source. When assembling this connector flames with a Bunsen burner sterile Siert. In all previously known coupling parts occurs the problem that two structurally vorese for each other halves must be joined together. In the laboratory- and pilot plant operations are often individual parts quickly exchanged for each other, especially then, if you want to try at short notice which ver search structure is cheapest. Here are each other matching parts not always available at the same time. The The number of available coupling parts is often limited, because it is expensive manufacturing parts that only in limited amount will be made available. Consequently becomes the probability of matching parts limited to find again.

Aus der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmel dung 197 26 524 ist eine Kupplung für die Verbindung zweier Rohrleitungen bekannt, bei der die Kupplungs elemente, welche miteinander verbunden werden sollen, gleichartig ausgebildet sind, so daß keine "Männchen" und "Weibchen" existieren. Beim Zusammenfügen der gleichartig ausgebildeten Kupplungselemente wird in die Kontaktstelle eine Zentrierhülse aufgenommen, um die ein Dichtring gelegt ist. Die Zentrierhülse wird in Querschnittsaufweitungen von Rohrleitungen des Kupp lungselementes und der O-Ring in einen der gegenüber nochmals erweiterten Querschnittsaufweitung aufgenom men.From the unpublished German patent application Manure 197 26 524 is a coupling for the connection two pipes known in which the coupling elements that should be connected to each other, are of the same design so that no "males" and "females" exist. When joining the similarly designed coupling elements is in the Contact point a centering sleeve added to the a sealing ring is placed. The centering sleeve is in Cross-sectional widening of pipes of the Kupp tion element and the O-ring in one of the opposite again expanded cross-sectional expansion men.

Die Kupplung der deutschen Patentanmeldung 197 26 524 ermöglicht ein schnelles Auffinden von zueinander pas senden Kupplungsteilen, da beide Teile gleichartig aus gebildet sind, wodurch keine "Männchen" und "Weibchen" existieren. Die Anforderungen an die Sterilität werden dann erfüllt, wenn der Zusammenbau der Kupplung unter sterilen Bedingungen erfolgt. Insbesondere im Techni kumsmaßstab sind sterile Bedingungen bei der Montage der Vorrichtung nicht immer zu garantieren. Ist die Person, die die Kupplungselemente zusammenbaut, erkrankt oder sind in der Umgebung der Einzelteile der Kupplung Keime, so kann durch den Handkontakt oder die mit Keinem angereicherte Umgebungsluft eine Kontamina tion des Kupplungsteils stattfinden. Wird die Steril kupplung vor Inbetriebnahme durch innenseitige Durch strömung mit Heißdampf sterilisiert, so ist zwar eine weitflächige Sterilisation möglich, jedoch können die der Innenseite der Kupplung abgewandten Seiten der Zentrierhülse oft nicht ausreichend desinfiziert wer den. Bei Betrieb der Anlage wird das Kupplungsteil mit der Zentrierhülse vom Medium durchlaufen. In dem Ferti gungsspiel zwischen der Außenseite der Zentrierhülse und der Querschnittsaufweitung der Kupplung, in welcher sich die Zentrierhülse befindet, können jedoch Keime sein, welche im Laufe der Zeit herausgespült werden. Das Fertigungsspiel stellt somit einen Totraum dar, der einer Sterilisation nicht vollständig zugängig ist und der eine Quelle von Rekontamination des Innenraumes des Kupplungsteils darstellt. Die Abdichtung gegenüber Au ßeneinflüssen erfolgt erst am O-Ring.The coupling of the German patent application 197 26 524 enables you to find each other quickly send coupling parts, since both parts look alike are formed, whereby no "males" and "females" exist. The sterility requirements will be then met when assembling the clutch under sterile conditions. Especially in techni The cumulative scale is sterile conditions during assembly not always guarantee the device. Is the Person who assembles the coupling elements ill or are in the vicinity of the individual parts of the Coupling germs, so through the hand contact or the a contaminant with no enriched ambient air tion of the coupling part take place. Becomes sterile coupling before start-up through inside flow sterilized with superheated steam, so that's one extensive sterilization possible, however, the the inside of the coupling facing away from the Centering sleeve is often not sufficiently disinfected the. When the system is operating, the coupling part is also used through the centering sleeve of the medium. In the ferti play between the outside of the centering sleeve and the cross-sectional expansion of the coupling in which the centering sleeve is, however, germs be washed out over time. The manufacturing game thus represents a dead space that is not fully accessible to sterilization and which is a source of recontamination of the interior of the Represents coupling part. The seal against Au External influences only take place on the O-ring.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Dichtung für eine Sterilkupplung sowie eine Sterilkupplung zur Verfügung zu stellen, die eine sterile Betriebsweise der Kupplung ermöglichen, auch wenn die Montagebedin gungen für die Sterilkupplung nicht steril sind.It is therefore the object of the invention to provide a seal for a sterile coupling and a sterile coupling for To provide a sterile mode of operation of the coupling, even if the assembly conditions for the sterile coupling are not sterile.

Es sollen Kupplungsteile zur Verfügung gestellt werden, von denen es keine "Männchen" und "Weibchen" gibt und die eine Alternative zu den Kupplungsteilen aus der 197 26 524 darstellen. Coupling parts should be made available of which there are no "males" and "females" and which is an alternative to the coupling parts from 197 26 524 represent.

Ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 wird die Auf gabe erfindungsgemäß gelöst mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruch 1 angegebenen Merkmal.Starting from the preamble of claim 1, the on gift solved according to the invention with that in the characterizing Part of claim 1 specified feature.

Mit der erfindungsgemäßen Dichtung und der mit der Dichtung ausgestatteten Kupplung ist es nunmehr mög lich, ein Verbindungsteil für Sterilanlagen zu schaf fen, die unter nicht-sterilen Bedingungen montiert wer den und nach innenseitiger Sterilisation ohne eine Ge fahr der Rekontamination betrieben werden kann.With the seal according to the invention and with the Seal equipped clutch is now possible Lich to create a connector for sterile systems which are assembled under non-sterile conditions that and after inside sterilization without a Ge Recontamination can be operated.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are in the Subclaims specified.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung an hand von Zeichnungen schematisch dargestellt.The device according to the invention is described below schematically represented by drawings.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der er findungsgemäßen Vorrichtung. Fig. 1 is a schematic representation of the inventive device.

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer anderen Einstellung. Fig. 2 shows the device according to the invention in a different setting.

Fig. 3 eine detaillierte Ausgestaltung der Vorrichtung. Fig. 3 shows a detailed embodiment of the device.

Fig. 4, 4a eine Konstruktionszeichnung in Sei tenansicht. Fig. 4, 4a tenansicht a design drawing in Sci.

Fig. 5, 5a eine Kontruktionszeichnung im Schnittbild. Fig. 5, 5a is a Kontruktionszeichnung in the sectional view.

Fig. 6 die Dichthülse. Fig. 6, the sealing sleeve.

Fig. 7 den Spannstift im Detail. Fig. 7 the spring pin in detail.

Fig. 8 eine Dichthülse in einem Durchtritt sende eines Kupplungsteils. Fig. 8 a sealing sleeve in a passage send a coupling part.

Fig. 1 zeigt eine Kupplung 1, bei der zwei Kupplungse lemente 2 und 3 miteinander verbunden sind. Sie werden von den Rohrleitungen 4, 5, 6, und 7 durchlaufen, welche einen Kanal für heißen Sterilisationsdampf bilden. Wei terhin weisen die Kupplungselemente 2 und 3 Rohrleitun gen 8 und 9 auf. Die Rohrleitungen 4, 5, und 8 sowie 6, 7, und 9 sind mit Dreiwegehähnen 10 und 11 ausgestattet. An den Rohrleitungen 4 und 7 befinden sich Hähne 12 und 13 sowie Schnellkupplungen 14 und 15. Innenseitig ist der Querschnitt einer Dichthülse 16 mit zwei O-Ringen 16a, b wiedergegeben. Die gestrichelten Linien 17 und 18 zeigen den Verlauf einer Inbusschraube, die als Befe stigungsmittel für die Blöcke 19 und 20 dient, in denen die Rohrleitungen sowie die Dreiwegehähne 10 und 11 in tegriert sind. Fig. 1 shows a clutch 1 , in which two clutch elements 2 and 3 are interconnected. You will pass through the pipes 4 , 5 , 6 , and 7, which form a channel for hot sterilization steam. Wei terhin have the coupling elements 2 and 3 Rohrleitun conditions 8 and 9 . The pipes 4 , 5 , and 8 and 6, 7, and 9 are equipped with three-way valves 10 and 11 . There are cocks 12 and 13 as well as quick couplings 14 and 15 on the pipes 4 and 7 . On the inside, the cross section of a sealing sleeve 16 with two O-rings 16 a, b is shown. The dashed lines 17 and 18 show the course of an Allen screw, which serves as a fastening means for the blocks 19 and 20 , in which the pipes and the three-way valves 10 and 11 are integrated.

In Fig. 2 sind den gleichen Vorrichtungsmerkmalen die selben Bezugszeichen zugeordnet. Die Dreiwegehähne 10 und 11 befinden sich jedoch in einer anderen Stellung, so daß eine offene Rohrleitungeverbindung entlang den Rohrleitungsstücken 8, 5, 6 und 9 entsteht.In Fig. 2 the same device features are assigned the same reference numerals. However, the three-way valves 10 and 11 are in a different position, so that an open pipeline connection is created along the pipeline sections 8 , 5 , 6 and 9 .

In Fig. 3 ist eine zerlegte Vorrichtung wiedergegeben, in der die gleichen Nummern die selben Vorrichtungs merkmale bedeuten. Zwischen den Kupplungselementen 2 und 3 ist eine Dichthülse 16 angeordnet, welche in die Durchtrittsenden 22 und 23 eingeschoben wird. An den Durchtrittsenden 22 und 23 sind die Querschnitte 24 und 25 der Rohrleitungen 5 und 6 aufgeweitet um die Dicht hülse 16 mit den O-Ringen 16a, b aufzunehmen. Die Dicht hülse weist einen Innendurchmesser I auf. Die Differenz zwischen dem Querschnitt der Rohrleitungen 5, 6 und dem Querschnitt 24, 25 der Durchtrittsenden 22, 23 wird durch die Kontaktflächen 26, 27 gebildet.In Fig. 3 a disassembled device is shown in which the same numbers mean the same device features. A sealing sleeve 16 is arranged between the coupling elements 2 and 3 and is inserted into the passage ends 22 and 23 . At the passage ends 22 and 23 , the cross sections 24 and 25 of the pipes 5 and 6 are expanded to accommodate the sealing sleeve 16 with the O-rings 16 a, b. The sealing sleeve has an inner diameter I. The difference between the cross section of the pipelines 5 , 6 and the cross section 24 , 25 of the passage ends 22 , 23 is formed by the contact surfaces 26 , 27 .

In den Fig. 4 bis 7 sind den gleichen Vorrichtunge merkmalen die selben Bezugszeichen zugeordnet. Alle Zeichnungen haben den gleichen Massstab. Die Dichthülse 16 ist demgegenüber vergrößert dargestellt und soll in den Querschnitt 24, 25 einpassbar sein. Als Bezugsöße weist die Öffnung für die Inbusschraube einen Quer schnitt von 11 mm auf. In Figs. 4 to 7 are the same Vorrichtunge features assigned the same reference numerals. All drawings have the same scale. In contrast, the sealing sleeve 16 is shown enlarged and should be able to be fitted into the cross section 24 , 25 . As a reference, the opening for the Allen screw has a cross section of 11 mm.

Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Dichthülse 16. Sie ist zylindrisch ausgebildet, hat einen Außendurchmes ser, der dem Querschnitt 24 des Kupplungselements 2, 3 im wesentlichen gleicht, so daß sie vom Querschnitt 24, 25 aufgenommen werden kann. An den beiden Enden der Dichthülse 16 ist eine Nut 28, 29 eingearbeitet, welche den O-Ring 16a, b aufnimmt. Die Dichthülse 16 weist ei ne Innenbohrung 30 mit einem Innendurchmeser I auf. Die Nut 28, 29 wird auf der Seite der Innenbohrung 30 durch die Endstücke 31 und 32 sowie am Rand durch die End stücke 33, 34 begrenzt. Fig. 6 shows a sealing sleeve according to the invention sixteenth It is cylindrical, has an outer diameter which is substantially the same as the cross section 24 of the coupling element 2 , 3 so that it can be accommodated by the cross section 24 , 25 . At the two ends of the sealing sleeve 16 , a groove 28 , 29 is incorporated, which receives the O-ring 16 a, b. The sealing sleeve 16 has an inner bore 30 with an inner diameter I. The groove 28 , 29 is limited on the side of the inner bore 30 by the end pieces 31 and 32 and on the edge by the end pieces 33 , 34 .

Fig. 8 zeigt die Merkmale eines erfindungsgemäßen Kupplungselements 2 mit der erfindungsgemäßen Dichthül se 16. Die Rohrleitung 5 mündet in den Querschnitt 24, welcher die Dichthülse 16 aufnimmt. Die Endstücke 31, 32, 33, 34 treten dabei in Berührung mit der Kontakt fläche 26. In der Nut 28 ist der O-Ring 16a aufgenom men. Die Rohrleitung 5 führt sich dabei in Form der In nenbohrung 30 der Dichthülse 16 fort. Der Innendurch messer I der Innenbohrung 30 weist dabei die gleichen Maße auf, wie der Durchmesser der Rohrleitung 5. Fig. 8 shows the characteristics of a coupling element 2 of the invention with the inventive Dichthül se 16th The pipeline 5 opens into the cross section 24 , which receives the sealing sleeve 16 . The end pieces 31 , 32 , 33 , 34 come into contact with the contact surface 26th In the groove 28 , the O-ring 16 a is men. The pipeline 5 continues in the form of the inner bore 30 of the sealing sleeve 16 . The inner diameter I of the inner bore 30 has the same dimensions as the diameter of the pipeline 5 .

Bei Betrieb wird die Vorrichtung wie in Fig. 1 angege ben montiert und die Dreiwegehähne 10 und 11 in die an gegebene Stellung gebracht. Hierzu werden die Blöcke 19 und 20 über die Dichthülse 16 mit den O-Ringen 16a, b zusammengeführt und mit den Inbusschrauben, die entlang den gestrichelten Linien 17 und 18 verlaufen miteinan der befestigt. Die O-Ringe 16a, b übernehmen hierbei die Abdichtungsarbeit, während die Dichthülse 16 zur siche ren Führung und Zentrierung der O-Ringe 16a, b bei der Montage zwischen den beiden Metallblöcken dient. Erfin dungswesentlich ist dabei, daß die O-Ringe 16a, b an die Kontaktflächen 26, 27 der Querschnittsöffnungen 24, 25 gedrückt werden. Dies hat zur Folge, daß kein Totraum zwischen der Dichthülse 16 und der Wandung des Querschnittes 24, 25 verbleibt, in dem sich Keime befin den, welche im Laufe der Zeit in den Innenraum der Ste rilkupplung eingetragen werden können. Dabei kann auch ein Metall/Metall-Kontakt zwischen der Kontaktwand 26, 27 und der Dichthülse 16 entstehen, jedoch ist die Abdichtung durch den O-Ring 16a, b ausreichend, um die sterile Dichtwirkung zu erzielen. Weiterhin entspricht der Außendurchmesser der Dichthülse 16 im wesentlichen dem Querschnitt 24, 25 der Durchtrittsenden 22 und 23, so daß eine größere mechanische Stabilität entsteht. Vorzugsweise ist die Dichthülse 16 etwas kürzer als die Länge der Querschnittsaufweitung 24, 25, in die sie ein gepaßt wird. Vorzugsweise wird die Passung in der Länge nach der Norm h7/H7 dimensioniert. Für die Durchmesser der Querschnittsaufweitung 24, 25 sowie der Dichthülse 16 ist eine Spielpassung von 16e8/16H7 bevorzugt. Bei diesen Verhältnissen liegt ein ausgewogenes Verhältnis zwischen leichter Montage und guter Zentrierung der Dichthülse 16 vor. Der Durchmesser kann auch nach der Norm H7/f6 dimensioniert sein. Als Alternative kommt jedoch jede beliebige Spielpassung in Betracht. An der Rohrleitung 4 ist eine Heißdampfquelle, und an Rohrlei tung 7 ein Kondensator über die Schnellkupplungen 14 und 15 angeschlossen, welche in der Figur nicht darge stellt sind. An die Rohrleitung 8 wird ein Fermenter und an Rohrleitung 9 ein Vorratsbehälter für den Fer menter angebracht, welche den Fermenter mit Substrat versorgt. Von dem Begriff Rohrleitung 8 oder 9 soll er findungsgemäß auch eine Öffnung umfaßt sein, welche sich beispielsweise in einem Behälter befindet und die den Durchfluß von verschiedenen Medien erlaubt. Sowohl der Fermenter als auch der Vorratsbehälter werden in an die Kupplung angeschlossenem Zustand Sterilisiert. In den Blöcken 19 und 20 sind die Dreiwegehähne 10 und 11 eingelassen, die zur Regelung des Dampfstromes und zum Öffnen und Schließen der Medienverbindung dienen. Da die Dreiwegehähne 10 und 11 den Fermenter sowie den Vorratsbehälter in der beschriebenen Einstellung schließen, werden die beiden Behälter unabhängig von einander sterilisiert, wobei die Rohrleitungsstücke 8 und 9 vor den Sterilisation mitumfaßt werden.In operation, the device is mounted as shown in FIG. 1 and the three-way valves 10 and 11 are brought into the given position. For this purpose, the blocks 19 and 20 are brought together via the sealing sleeve 16 with the O-rings 16 a, b and fastened with the Allen screws which run along the dashed lines 17 and 18 . The O-rings 16 a, b take over the sealing work, while the sealing sleeve 16 for secure guidance and centering of the O-rings 16 a, b is used during assembly between the two metal blocks. Essential to the invention is that the O-rings 16 a, b are pressed onto the contact surfaces 26 , 27 of the cross-sectional openings 24 , 25 . As a result, there is no dead space between the sealing sleeve 16 and the wall of the cross section 24 , 25 in which there are germs which can be entered into the interior of the Ste rilkupplung over time. A metal-to-metal contact can also arise between the contact wall 26 , 27 and the sealing sleeve 16 , but the sealing by the O-ring 16 a, b is sufficient to achieve the sterile sealing effect. Furthermore, the outer diameter of the sealing sleeve 16 corresponds essentially to the cross section 24 , 25 of the passage ends 22 and 23 , so that greater mechanical stability is created. Preferably, the sealing sleeve 16 is somewhat shorter than the length of the cross-sectional widening 24 , 25 into which it is fitted. The length is preferably dimensioned according to the h7 / H7 standard. A clearance fit of 16e8 / 16H7 is preferred for the diameters of the cross-sectional widening 24 , 25 and the sealing sleeve 16 . With these conditions, there is a balanced relationship between easy assembly and good centering of the sealing sleeve 16 . The diameter can also be dimensioned according to the H7 / f6 standard. As an alternative, however, any game fit can be considered. On the pipeline 4 is a source of superheated steam, and on conduit 7, a condenser is connected via the quick couplings 14 and 15 , which are not shown in the figure. A fermenter is attached to the pipeline 8 and a reservoir for the fermenter is attached to the pipeline 9 , which supplies the fermenter with substrate. According to the invention, the term pipeline 8 or 9 should also include an opening which is located, for example, in a container and which permits the flow of different media. Both the fermenter and the storage container are sterilized when connected to the coupling. In blocks 19 and 20 , the three-way valves 10 and 11 are inserted, which serve to regulate the steam flow and to open and close the media connection. Since the three-way taps 10 and 11 close the fermenter and the storage container in the setting described, the two containers are sterilized independently of one another, the pipeline pieces 8 and 9 being included before the sterilization.

Zur Sterilisation des Kupplungsteils wird nun über die Rohrleitung 4 über eine Dauer von ca. 60 Minuten Heiß dampf eingegeben, der die Wegstrecke der Rohrleitungen 4, 5, 6 und 7 sowie die Dichthülse 16, welche vorzugswei se den gleichen Innendurchmesser I wie die Rohrleitun gen 5, 6 aufweist, durchläuft. In einem in den Figuren nicht dargestellten Kondensator, welcher an der Rohr leitung 7 angebracht ist, wird der Heißdampf konden siert. Nach der Sterilisation wird der Hahn 13, der als Zweiwegehahn ausgebildet ist, vorzugsweise geschlossen und eine Abkühlung des Rohrleitungssystems abgewartet, damit in den Verrohrungen kein Unterdruck entsteht. An schließend wird auch der Hahn 14 geschlossen. Anschlie ßend werden die Dreiwegehähne 10 und 11 in die in Fig. 2 dargestellte Position gebracht und der Fermenterpro zeß kann unter Versorgung mit Substrat aus dem Vorrats behälter begonnen werden. Mit Hilfe der beiden Dreiwe gehähne 10 und 11 kann die Verbindung beliebig oft un ter Beibehaltung sterlier Bedingungen abgesperrt und wieder geöffnet werden. Um die Verbindung zu trennen, werden beide Dreiwegehähne 10 und 11 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung gebracht und die Blöcke 2 und 3 werden auseinandergeschraubt. Jeder Dreiwegehahn 10 und 11 bildet mit dem damit verbundenen Gefäß einen steri len Verschluß.To sterilize the coupling part is now entered over the pipe 4 over a period of about 60 minutes of hot steam, the distance of the pipes 4 , 5 , 6 and 7 and the sealing sleeve 16 , which vorzugswei se the same inner diameter I as the Rohrleitun gene 5 , 6 , passes through. In a condenser, not shown in the figures, which is attached to the pipe 7 , the superheated steam is condensed. After sterilization, the tap 13 , which is designed as a two-way tap, is preferably closed and the piping system is allowed to cool so that no negative pressure is generated in the piping. At closing the tap 14 is closed. Subsequently, the three-way valves 10 and 11 are brought into the position shown in FIG. 2 and the Fermenterpro process can be started with the supply of substrate from the storage container. With the help of the two Dreiwe taps 10 and 11 , the connection can be closed and opened again as often as desired while maintaining sterling conditions. In order to separate the connection, both three-way valves 10 and 11 are brought into the position shown in FIG. 2 and the blocks 2 and 3 are screwed apart. Each three-way valve 10 and 11 forms a steri len closure with the associated vessel.

Der Einsatz der Blöcke 19 und 20 führt zu einer beson ders guten Stabilität der Anordnung, jedoch können die Dreiwegehähne auch mit anderen Befestigungsmitteln mit einander in Verbindung treten, wobei eine Anschlußstel le zwischen den Rohrleitungstücken 5 und 6 geschaffen wird, die bezüglich ihrer Schnittstelle spiegelsymme trisch ausgebildet ist. Als Rohrleitungen 8, 4, 7 und 9 werden vorzugsweise Edelstahlverrohrungen (¼ Zoll) mit Einschraubadaptern eingesetzt, die über Schnellkupplun gen 14, 15 angebracht werden, diese können jedoch auch durch flexible Wellrohrschläuche oder Kunststoffschläu che ersetzt werden, die gegebenenfalls auch ohne Schnellkupplungsanschlüsse auskommen. Als Hähne 12 und 13 kommen Zweiwegehähne oder andere Ventile in Be tracht. Die Anordnung nach den Fig. 1 bis 3 in denen der Heißdampfeinlaß und der Kondensatausgang (Rohrleitungen 4 und 7) auf einander entgegengesetzten Seiten der Kupplung angeordnet sind, ist aus ergonomi schen Gründen besonders bevorzugt. Da zur Sterilisie rung oftmals Vakuumisolierte Schläuche eingesetzt wer den, die einen im Vergleich zu der Größe der Kupplung erheblichen Durchmesser aufweisen ist eine räumliche Verteilung gemäß den Fig. 1 bis 3 günstiger, da man in diesem Fall auch nicht darauf angewiesen ist, Rohr stücke 4 und 7 verschiedener Länge einzubauen, die eine gegenseitige Behinderung der Schnellkupplungen 14 und 15 verhindern, für den Fall daß diese Rohrleitungen in die selbe Richtung ausgerichtet sind. Eine entgegenge setzte Anordnung der Rohrleitungen 4 und 7 war mit Kupplungsbauteilen, die derzeit käuflich zu erwerben, sind nicht möglich.The use of the blocks 19 and 20 leads to a particularly good stability of the arrangement, however, the three-way cocks can also connect with other fasteners with one another, with a connection point being created between the pipe sections 5 and 6 , which mirror symmetrically with respect to their interface is trained. As pipes 8 , 4 , 7 and 9 , stainless steel piping (¼ inch) with screw-in adapters are preferably used, which are attached via quick couplings 14 , 15 , but these can also be replaced by flexible corrugated pipe hoses or plastic hoses, which may also do without quick coupling connections. As cocks 12 and 13 two-way cocks or other valves come into consideration. The arrangement according to FIGS. 1 to 3 in which the superheated steam inlet and the condensate outlet (pipes 4 and 7 ) are arranged on opposite sides of the coupling is particularly preferred for ergonomic reasons. Since vacuum-insulated hoses are often used for sterilization who have a diameter that is considerable in comparison to the size of the coupling, a spatial distribution according to FIGS. 1 to 3 is more advantageous, since in this case it is also not dependent on pipe pieces 4 and 7 of different lengths to prevent the quick couplings 14 and 15 from interfering with each other in the event that these pipes are aligned in the same direction. An opposing arrangement of the pipes 4 and 7 was not possible with coupling components that are currently available for purchase.

Die bezüglich des Verbindungsquerschnittes zwischen den Rohrleitungen 5 und 6 geschaffene Spiegelsymmetrie der Kontaktstelle zwischen den Blöcken beziehungsweise zwi schen den Rohrteilen 5 und 6 führt dazu, daß es keine "Männchen" und "Weibchen" unter den Anschlußstellen mehr gibt, von denen nur jeweils füreinander vorgesehe ne Hälften, welche verschiedenartig ausgestaltet sind zueinanderpassen. Dies führt dazu, daß insbesondere bei Versuchen im Labor- oder Technikumsmaßstab schneller zwei Kupplungsteile gefunden werden, die aneinander montiert werden können. Die nach dem Stand der Technik verfügbaren Teile sind sehr teuer, wodurch deren Anzahl in der Regel auf ein Minimum begrenzt ist. Die erfin dungsgemäßen Teile sind an ihrer Schnittstelle iden tisch ausgestaltet, wodurch die Anzahl der zusammenpas senden Teile nicht durch Paarbildung verschiedener Tei le begrenzt ist. Die blockartige Ausbildung der Kupp lungselemente 2, 3 führt nochmals zur Stabilisierung der Dichtung, da die Blöcke in direkten Kontakt zueinander stehen. Dies ist eine Folge der Dimensionierung der Länge der Dichthülse 16 im Verhältnis zur Länge der Querschnittsaufweitungen 24, 25, in die die Dichthülse 16 aufgenommen wird.The created with respect to the connection cross-section between the pipes 5 and 6 mirror symmetry of the contact point between the blocks or between the pipe parts 5 and 6 leads to the fact that there are no more "males" and "females" among the connection points, of which only one is intended for each other ne halves, which are designed differently, fit together. This leads to the fact that two coupling parts that can be assembled to one another can be found more quickly, particularly in experiments on a laboratory or pilot plant scale. The parts available according to the prior art are very expensive, as a result of which the number is usually kept to a minimum. The parts of the invention are designed identically at their interface, so that the number of matching parts is not limited by pairing different parts. The block-like design of the coupling elements 2 , 3 leads again to the stabilization of the seal, since the blocks are in direct contact with one another. This is a consequence of the dimensioning of the length of the sealing sleeve 16 in relation to the length of the cross-sectional widenings 24 , 25 into which the sealing sleeve 16 is received.

Die erfindungsgemäße Vorichtung zur Herstellung einer sterilisierbaren Verbindung zwischen zwei oder mehreren Gefäßen, Rohrleitungen oder Schlauchleitungen sowie verschiedenen Apparaturen basiert auf einer in situ- Bedampftechnik, wie sie auch bei den o. g. Industriean lagen verwendet wird. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Sterilkupplung erlaubt einen flexiblen Einsatz dieser Methode auch an Labor- und Pilotfermentern jeder Größe. Da einzelnen Kupplungsteile leichter zu fertigen und baugleich sind, so daß nur ein Teil gefertigt werden muß, sind sie preiswerter, wodurch Kosten gespart wer den.The device according to the invention for producing a sterilizable connection between two or more Vessels, pipelines or hose lines as well different equipment is based on an in situ Steaming technology, as it is also the case with the above-mentioned. Industriean was used. The structure of the invention Sterile coupling allows flexible use of this Method also on laboratory and pilot fermenters of all sizes. Because individual coupling parts are easier to manufacture and are identical in construction so that only a part is manufactured must, they are cheaper, which saves costs the.

Die Dichtung der Kupplungselemente 2, 3 kann im erfin dungsgemäßen Sinne unterschiedlich ausgestaltet sein. So kann zum einen von dem zylindrischen Querschnitt ab gewichen werden. Beispielsweise ist auch eine Hülse mit quadratischem oder sechseckigem Querschnitt denkbar, welche eine Innenbohrung 30 aufweisen und mit O-Ringen 16a, b ausgestattet sind, welche in einen Querschnitt 24, 25 eingepaßt wird, der die selbe Geometrie aufweist. Weiterhin kann an Stelle der Dichthülse 16 mit den O- Ringen 16a, b eine Hülse treten, welche keine Nut 28 aufweist. Eine solche Hülse kann in die Querschnitte 24, 25 eingepaßt werden, wobei in einem solchen Fall in die Kontaktflächen 26, 27 eine Nut mit O-Ringen einge bracht wird, so daß die selbe Wirkung erzielt wird.The seal of the coupling elements 2 , 3 can be designed differently in the inventive sense. So can be deviated from the cylindrical cross-section on the one hand. For example, a sleeve with a square or hexagonal cross section is also conceivable, which has an inner bore 30 and is equipped with O-rings 16 a, b, which is fitted into a cross section 24 , 25 , which has the same geometry. Furthermore, a sleeve which does not have a groove 28 can take the place of the sealing sleeve 16 with the O-rings 16 a, b. Such a sleeve can be fitted into the cross sections 24 , 25 , in which case a groove with O-rings is introduced into the contact surfaces 26 , 27 so that the same effect is achieved.

Letztendlich ist auch eine Ausführungsform denkbar, bei der weder die Dichthülse 16 noch die Kontaktflächen 26, 27 eine Nut 28 aufweisen und bei der als Dichtmittel ein O-Ring 16a, b, der vorzugsweise als Flachring ausge bildet ist, zwischen die Kontaktfläche 26, 27 und die Endstücke der Dichthülse 16 gelegt wird. Als Dichtmit tel im Sinne der Erfindung kann jede Masse eingesetzt werden, die für Keime undurchlässig abdichtet. Auch in dieser Variante kann die Geometrie der Querschnitte 24, 25 sowie der Hülse von der zylindrischen Form abwei chen. Vorzugsweise werden entweder die Dichthülse 16 zwei Nuten 28, 29 oder die Kontaktflächen 26, 27 zwei Nu ten aufweisen, so daß wiederum alle Kupplungselemente 2, 3 beliebig gegeneinander austauschbar sind. Somit entstehen auch hier keine "Männchen" und "Weibchen". Jedoch umfaßt die erfindungsgemäße Dichtung auch dieje nigen Ausführungsformen, welche "männliche" und "weibliche" Teile aufweisen. Die auf diese Weise ge schaffenen sterilen Verbindungen zwischen Rohrleitungen 5 und 6 kann auch auf mehrere Leitungen erstreckt wer den, indem beispielsweise T-Stück-Verbindungen oder Kreuzverbindungen ausgebildet werden.Ultimately, an embodiment is also conceivable in which neither the sealing sleeve 16 nor the contact surfaces 26 , 27 have a groove 28 and in which an O-ring 16 a, b, which is preferably formed as a flat ring, between the contact surface 26 , 27 and the end pieces of the sealing sleeve 16 is placed. As sealant tel in the sense of the invention, any mass can be used that seals impermeable to germs. In this variant too, the geometry of the cross sections 24 , 25 and the sleeve can deviate from the cylindrical shape. Preferably, either the sealing sleeve 16 two grooves 28 , 29 or the contact surfaces 26 , 27 have two nu, so that again all coupling elements 2 , 3 are interchangeable with each other. Thus, there are no "males" and "females" here either. However, the seal according to the invention also includes those embodiments which have "male" and "female" parts. The created in this way sterile connections between pipes 5 and 6 can also extend to several lines who by, for example, T-piece connections or cross connections are formed.

Der Einsatz der sterilen Dichtung ist nicht auf die im Beispiel dargestellte Kupplung begrenzt, vielmehr kön nen alle Rohrleitungen oder Schnittstellen, welche sich in Wänden von Behältern befinden können, mit der erfin dungsgemäßen Dichtung ausgestattet sein.The use of the sterile seal is not on the in Example clutch shown limited, rather can all pipelines or interfaces, which are can be located in the walls of containers with which invent seal according to the invention.

Die Ausgestaltung der Dichtung führt dazu, daß eine für den sterilen Betrieb einzusetzende Vorrichtung unter nicht sterilen Bedingungen zusammengebaut werden kann ohne, daß nach einer Sterilbehandlung des Innenraumes eine Rekontamination der sterilisierten Innenflächen stattfindet. Toträume für Keime werden vermieden.The design of the seal means that a for the device to be used under sterile conditions non sterile conditions can be assembled without that after a sterile treatment of the interior a recontamination of the sterilized inner surfaces takes place. Dead spaces for germs are avoided.

Die Kupplungsteile sind beliebig oft auseinanderbaubar und verwendbar. Ein Vorteil besteht jedoch darin, daß eine Sterilisierung der Kupplung auch in zusammengebau tem Zustand erfolgen kann, da die Fertigungsteile keine Nischen aufweisen, in denen sich Rückstände aus Substrat- oder Fermenterinhaltsrückständen festsetzen können. Selbstverständlich können an die Rohrleitungen 8 und 9, auch mehrere Behälter angeschlossen werden.The coupling parts can be disassembled and used as often as required. An advantage, however, is that the coupling can also be sterilized in the assembled state, since the production parts have no niches in which residues from substrate or fermenter content residues can accumulate. Of course, several containers can also be connected to the pipes 8 and 9 .

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine auto klavierbare, auftrennbare und beliebig oft sterilisier bare Verbindung zum Anschluß von sterilen Flüssigkeiten an Apparaturen insbesondere für die Biotechnologie und Medizin geschaffen werden.With the device according to the invention, an auto pianoable, separable and sterilized as often as required bare connection for the connection of sterile liquids on apparatus, in particular for biotechnology and Medicine are created.

Claims

1. Coupling ( 1 ) for sterile purposes, comprising a block ( 20 ) with a three-way valve ( 11 ) and pipe lines ( 6 , 7 , 9 ), which close to the three-way valve, with a pipe part ( 6 ) with an expansion has a contact surface ( 27 ) for the Aufnah me a sleeve ( 16 ) which has a groove ( 28 , 29 ) at both ends for receiving a seal ( 16 a, b), and the end piece ( 31 ) tion of the inner bore and their End piece ( 33 ) border the contact surface ( 27 ) at the edge and that the coupling element ( 3 ) has fastening means ( 18 ) which hold the block ( 20 ) together with a block ( 19 ) which also has a three-way valve ( 10 ), which is connected to the pipes ( 4 , 5 , 8 ), where in the case of a pipe ( 5 ) an expansion is equipped with a contact surface ( 26 ) for receiving the sleeve ( 16 ), the end pieces ( 32 , 34 ) of which Contact surface ( 26 ) of the block ( 19 ) are in contact.

2. Coupling ( 1 ) for sterile purposes, comprising a block ( 20 ) with a three-way valve ( 11 ) and pipe lines ( 6 , 7 , 9 ), which close to the three-way valve, a. Pipe part ( 6 ) has an expansion with a contact surface ( 27 ) which has a groove for receiving a seal ( 16 a), the expansion ( 25 ) receiving a sleeve ( 16 ) which in the expansion ( 24 ) of another Blocks ( 19 ) engages, the contact surface ( 26 ) also has a groove for receiving a seal ( 16 b) and that the blocks ( 19 , 20 ) have means for fastening ( 17 ) to one another.

3. Coupling ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the seal ( 16 ) is a sterilizable O-ring.

4. Coupling ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the pipes ( 4 , 7 ) branch off in opposite directions.

5. Coupling ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the contact point between the blocks ( 19 , 20 ) is mirror-symmetrical, so that there are only identical coupling elements ( 2 , 3 ) for the connection points.